Следует заметить, что построение теории земного магнитного поля невозможно без более общего подхода:
Сначала необходимо построить теорию внутреннего строения Земли, понять, в каком состояния и в каких количественных соотношениях находятся вещества, её составляющие.
Только после этого можно строить модель механизма, возбуждающего магнитное поле в земных недрах.
Соотношение между средней плотностью Земли (?г??5,5г/см3) и плотностью вещества вблизи её поверхности (г0? 3,2 г/см3), а также прямые сейсмические измерения говорят о наличии у Земли ядра с высокой плотностью.
Доминирующая в настоящее время модель Земли предполагает наличие у неё жидкого проводящего (металлического) ядра, расположенного глубже примерно половины её радиуса. Этот взгляд на строение Земли восходит ещё к Г. Лейбницу, который высказал его, наблюдая за работой плавильной домны в XVII веке. В домне тяжёлый расплавленный металл опускался вниз, а лёгкие шлаки всплывали.
Кажется, что ядро может образоваться из тяжёлых металлов также за счёт силы тяжести. Тяжёлые расплавленные металлы под действием силы тяжести опустятся к центру Земли, более лёгкие граниты и базальты всплывут на поверхность.
Такое представление ошибочно. Это конечно не так. Вблизи центра космического тела тяготение слабо. В центре Земли оно просто равно нулю.
Так что высокоплотное ядро Земли должно образоваться под действием другого механизма.
Таким механизмом является превращение любого твёрдого вещества в плазму. Плазменное состояние, в которое переходят все вещества при очень высоких давлениях и температурах, было открыто сравнительно недавно — в середине ХХ века. В настоящее время считается установленным, что центральные области звёзд состоят из электрон-ядерной плазмы. Она образуется в результате действия сверхвысоких давлений и температур. Под этим воздействием атомы звёздного вещества полностью теряют все электронные оболочки, и внутризвёздная плазма состоит из электронов и голых ядер.
Давления и температуры, которые существуют внутри планет, меньше звёздных на несколько порядков. Их воздействия не достаточно для того, чтобы оторвать от атомов все электроны. Они отрывают от каждого атома только несколько электронов с внешних оболочек. В результате в центральной области планеты должна образоваться электрон-ионная плазма.
Не существует простого метода определить, сколько атомных оболочек будет разрушено в результате этого воздействия, и каков будет объём плазменного ядра. Эту задачу можно решить минимизируя полную энергию планеты.
Эта задача является главной для этой статьи и будет решена ниже.
